[發(fā)明專利]一種基于DELMIA的電纜維修仿真的工程實(shí)踐方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410265662.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104008256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周棟;呂川;李穎;耿杰;熊佳遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 祗志潔

本發(fā)明提供了一種基于DELMIA的電纜維修仿真的工程實(shí)踐方法。本方法包括：確定電纜信息及空間關(guān)系；到DELMIA仿真平臺(tái)中建立虛擬維修環(huán)境；設(shè)計(jì)電纜接頭的拆卸路徑，建立電纜接頭的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作；沿著電纜接頭的拆卸路徑，在電纜模型上設(shè)置不同的控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電纜的柔性活動(dòng)；規(guī)劃手部抓取接頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，建立人體手部的維修動(dòng)作；將仿真分段處理，實(shí)現(xiàn)電纜接頭、電纜和人體模型這三個(gè)仿真對(duì)象的時(shí)空同步。本發(fā)明突破了以往的虛擬裝配中柔性部件當(dāng)作剛體考慮，無(wú)法表現(xiàn)電纜的柔性體，更無(wú)法進(jìn)行柔性體交互式操作仿真的局限性，模擬實(shí)現(xiàn)了電纜的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，可發(fā)現(xiàn)電纜在維修中存在的問(wèn)題，以改進(jìn)電纜的維修性設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助系統(tǒng)維修的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于DELMIA的電纜維修仿真的工程實(shí)踐方法。

背景技術(shù)

電纜是飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、汽車(chē)等機(jī)電系統(tǒng)中最重要的一類(lèi)部件，據(jù)統(tǒng)計(jì)，電纜類(lèi)零件的故障率占到總故障率的20％。在實(shí)際工程中，很多產(chǎn)品都包含大量的電纜組件，例如在一些電氣設(shè)備艙內(nèi)，能見(jiàn)到大量的電纜，這些電纜布線非常復(fù)雜，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。特別是復(fù)雜的裝備系統(tǒng)，有必要在研制階段早期就將電氣布線設(shè)計(jì)納入其設(shè)計(jì)考慮的范疇，但一直以來(lái)缺少有效的輔助設(shè)計(jì)手段。

目前常用的電纜設(shè)計(jì)方法是模裝法和模板法，這兩類(lèi)方法均不利于開(kāi)展復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)布局的總體規(guī)劃，有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題晚不便修改，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，成本大的缺點(diǎn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于電纜的設(shè)計(jì)中，在產(chǎn)品數(shù)字模型里建立電纜的三維模型，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期就考慮電纜的布局問(wèn)題，同時(shí)利用虛擬維修仿真技術(shù)可以模擬電纜的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電纜在維修中存在的問(wèn)題，以改進(jìn)電纜的維修性設(shè)計(jì)。

而柔性電纜在虛擬環(huán)境下的仿真比剛體更為復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)也具有極大的不確定性。目前在虛擬仿真環(huán)境下，數(shù)字樣機(jī)往往只有剛形體的三維模型，而無(wú)法表現(xiàn)電纜等柔性體，更無(wú)法進(jìn)行電纜等柔性體交互式仿真操作。這樣，得到的仿真結(jié)果往往不能對(duì)實(shí)際操作產(chǎn)生較好的指導(dǎo)效果。

DELMIA是一款數(shù)字化企業(yè)的互動(dòng)制造應(yīng)用軟件。DELMIA向隨需應(yīng)變(on-demand)和準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(just-in-time)的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，令制造廠商縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于DELMIA的電纜維修仿真的工程實(shí)踐方法，主要是從設(shè)備電纜布線的規(guī)范或原則出發(fā)，在對(duì)DELMIA二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上對(duì)電纜進(jìn)行靜態(tài)建模和動(dòng)態(tài)仿真，實(shí)現(xiàn)電纜插拔、整理、拖拽同步運(yùn)動(dòng)仿真，以達(dá)到在研制階段早期就能盡早發(fā)現(xiàn)電纜維修性設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

本發(fā)明一種基于DELMIA的電纜維修仿真的工程實(shí)踐方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、確定電纜信息及空間關(guān)系，包括：待拆卸電纜、電纜連接的電氣組件、電纜與電氣組件之間的空間關(guān)系、電纜接插件與電氣組件插接件之間的連接關(guān)系；

步驟二、建立虛擬維修環(huán)境，具體是：將產(chǎn)品虛擬樣機(jī)、人體模型、保障設(shè)施和設(shè)備以及周?chē)h(huán)境的三維模型導(dǎo)入到DELMIA仿真平臺(tái)中，并設(shè)定各三維模型之間的空間位置關(guān)系；

步驟三、設(shè)計(jì)電纜接頭的拆卸路徑，仿真電纜接頭的運(yùn)動(dòng)；

步驟四、仿真電纜的柔性活動(dòng)，具體是：在電纜模型上選擇合適的位置設(shè)置多個(gè)控制點(diǎn)，沿著電纜接頭的拆卸路徑，按距離電纜接頭從后往前的順序逐步地移動(dòng)控制點(diǎn)，來(lái)完成電纜的位置移動(dòng)，并保存電纜運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵幀；

步驟五、規(guī)劃手部抓取接頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，仿真人體手部的維修動(dòng)作；

步驟六、將仿真分段處理，實(shí)現(xiàn)電纜接頭、電纜和人體三個(gè)仿真對(duì)象的時(shí)空同步，具體是：

首先，確定電纜接頭移動(dòng)的總距離，并將電纜接頭的拆卸路徑進(jìn)行合理的分段；